Funkce
FAD ve flavoproteinech: Většina lidských flavoproteinů obsahuje jednu nebo více volně vázaných částí FAD. V několika specifických případech je 8-alfa methylová skupina FAD kovalentně vázána na peptidylový zbytek. Mezi enzymy s histidylovou vazbou FAD patří sukcinátdehydrogenáza (EC1.3.5.1), několik acyl-CoA dehydrogenáz a polyaminoxidáza (EC1.5.3.11). V monoaminooxidáze A i B (EC1.4.3.4) je 8-alfa methylová skupina FAD vázána na S-cysteinylový zbytek.
Oxidativní fosforylace: Komplex I mitochondriálního respiračního transportu elektronů (NADH dehydrogenáza, EC1.6.99.3) obsahuje 42-kD podjednotku s FAD jako prostetickou skupinou a 51-kD podjednotku (flavoprotein l) s FMN. Komplex 11 (sukcinát ubichinon dehydrogenáza, EC1.3.5.1) obsahuje jeden kovalentně vázaný FAD.
Transhydrogenázy obsahující NAD(P) využívají redukční ekvivalenty k přečerpávání protonů přes vnitřní mitochondriální membránu vázané na ATP. Mitochondriální složka kyvadlové dopravy glycerolfosfátu, glycerol 3-P dehydrogenáza s enzymem FAD (EC1.1.99.5), pracuje společně s cytoplazmatickou glycerol 3-P dehydrogenázou (která neobsahuje flavin) při přenosu redukčních ekvivalentů z cytoplazmatické glykolýzy do mitochondrií.
Reakce spojené s glutathionem: Četné flavoproteiny pomáhají udržovat intracelulární redox potenciál a chrání sloučeniny síry před oxidací. Důležitým příkladem je všudypřítomná cytoplazmatická glutathionreduktáza (EC1.6.4.2), která využívá FAD a NADPH k redukci oxidovaného glutathionu. Procentuální zvýšení aktivity enzymu in vitro v červených krvinkách po přidání FAD se běžně používá jako ukazatel stavu riboflavinu; větší aktivita ukazuje na neúplné nasycení vazebných míst enzymu pro FAD, a tedy na horší stav riboflavinu. Úloha enzymů FAD glutathion oxidázy (EC1.8.3.3) a CoA-glutathion reduktázy (EC1.6.4.6) vyžaduje další zkoumání.
Redoxní reakce: NADPH-ferrihemoprotein reduktáza (EC1.6.2.4) je enzym obsahující FAD, který redukuje monooxygenázy závislé na hem-tiolátu, jako je nespecifická monooxygenáza (EC1.14.14.1), která je součástí mikrosomálního hydroxylačního systému. Zdá se být ironií, že tento druhý enzym zase inaktivuje část volného riboflavinu tím, že vytváří metabolity 7-hydroxymethyl riboflavin a 8-hydroxymethyl riboflavin. Dalším mikrosomálním flavoenzymem zapojeným do redoxní reakce je NADPH-cytochrom c2 reduktasa (EC1.6.2.5).
Intermediární metabolismus: D-2-hydroxykyselina dehydrogenáza (EC1.1.99.6) metabolizuje hydroxykyseliny, včetně (R)-laktátu.
Beta-oxidace mastných kyselin: Tři různé mitochondriální dehydrogenázy oxidují acyl-CoA s různou délkou řetězce. Jak se během cyklů beta-oxidace postupně zkracuje dlouhý řetězec mastného acyl-CoA, může se ho ujmout příslušný enzym, počínaje acyl-CoA dehydrogenasou s dlouhým řetězcem (EC1.3.99.13), přes acyl-CoA dehydrogenasu (EC1.3.99.3) a nakonec k butyryl-CoA dehydrogenáze (EC1.3.99.2).
Tyto enzymy mají kovalentně N(5)-vázaný FAD a jako akceptor elektronů používají flavoprotein (ETF) obsahující FAD. ETF je pak redukován ETF:ubichinon oxidoreduktázou (EC1.5.5.1) za vzniku ubichinolu pro použití v dýchacím řetězci. Peroxisomální beta-oxidace naproti tomu využívá pouze jedinou, na FAD závislou acyl-CoA oxidázu (EC1.3.3.6) pro řetězce o délce 18 až 8 a nepoužívá ETF jako akceptor.
Metabolismus lipidů: FAD obsahující sfinganin oxidáza (bez přiřazeného čísla EC) je potřebná pro syntézu sfingosinu pro širokou škálu fosfolipidů a dalších komplexních lipidů. FAD se také účastní syntézy cholesterolu jako prostetická skupina skvalenmonooxygenázy (EC1.14.99.7), která iniciuje cyklizaci skvalenu.
Metabolismus vitaminů: Metabolismus několika vitaminů zahrnuje flavoproteiny. Thioredoxin reduktáza (EC1.6.4.5) regeneruje redukovaný glutathion, který se používá k redukci dehydroaskorbátu. Pyridoxaminfosfát oxidáza (EC1.4.3.5) přeměňuje vitaminy B6 pyridoxin, pyridoxamin a pyridoxal a jejich fosfáty.
Kynurenin 3-monoxygenáza (EC1.14.13.9) je klíčovým enzymem při tvorbě nikotinátu z tryptofanu. Je známo, že nedostatek riboflavinu snižuje dostatek vitaminu B6. FAD-dependentní methylen tetrahydrofolát reduktáza (EC1.5.1.20) je potřebná pro recyklaci metabolitů folátu; při snížení její aktivity je nutný vyšší příjem folátu, aby se zabránilo jeho nedostatku. Vitamin B12 vyžaduje pro svůj metabolismus tři flavoenzymy: kob(ll)alaminreduktázu (EC1.6.99.9), aquakobalaminreduktázu/NADPH (EC1.6.99.11) a aquakobalaminreduktázu/NADH (EC1.6.99.8). Retinaldehydrogenáza (EC1.2.1.36) je enzym, který vytváří kyselinu retinovou z retinalu. NADPH dehydrogenáza (EC1.6.99.6) a dvě formy NAD(P)H dehydrogenázy (EC1.6.99.2) reaktivují vitamin K (inhibuje dikumarol) a také poskytují důležitou antioxidační ochranu.
Metabolismus hemu: Protoporfyrinogen oxidáza (EC1.3.3.4) na vnitřní mitochondriální membráně obsahuje jednu část FAD na homodimer. Protoporfyrinogen-IX je oxidován na protoporfyrin-IX, do něhož pak může být železo vloženo jiným (nikoli flavin-dependentním) enzymem. NADPH dehydrogenáza (EC1.6.99.1) redukuje biliverdin na bilirubin v játrech a může také chránit před oxidačním poškozením.
Metabolismus nukleotidů: V předposledním kroku pyrimidinové syntézy vytváří dihydroorotát oxidáza obsahující FAD (EC1.3.3.1) orotát. Xantin dehydrogenáza (EC1.1.3.22), která obsahuje FAD, molybdopterin a klastry železa a síry, katalyzuje poslední krok katabolismu purinů na kyselinu močovou.
Dva enzymy s FAD, které se účastní katabolismu cholinu, jsou dimethylglycin dehydrogenáza (EC1.5.99.2) a sarkosin dehydrogenáza (EC1.5.99.1). Polyaminoxidáza (EC1.5.3.11) je jedním ze dvou klíčových enzymů v katabolismu polyaminů.
Hormony a buněčná signalizace: Monoaminooxidázy A a B (EC1.4.3.4), které jsou potřebné pro katabolismus adrenalinu, noradrenalinu a serotoninu, obsahují FAD. Oxid dusnatý, který působí na cévy a mnoho dalších tkání, je generován několika formami syntázy oxidu dusnatého (EC1.14.13.39, obsahuje FAD, FMN, hem a biopterin). Syntéza steroidních hormonů závisí na ketosteroidní monoxygenáze (EC1.14.13.54). Ferredoxin-NADP reduktasa (adrenodoxin reduktasa, EC1.18.1.2) zprostředkovává počáteční přenos elektronů pro všechny mitochondriální systémy p450, včetně těch, které jsou zodpovědné za hydroxylaci steroidů 11-beta v kůře nadledvin a 24-hydroxylaci (inaktivaci) vitaminu D.
Detoxikace: Některé z výše uvedených flavoenzymů se podílejí na odbourávání a odstraňování potenciálně toxických xenobiotik. Methylfenyltetrahydropyridin N-monooxygenáza (EC1.13.12.11) a albendazol monooxygenáza (EC1.14.13.32, albendazol je benzimidazolové anthelmintikum) jsou další mikrosomální enzymy, které pomáhají s eliminací komplexních xenobiotik.
Monitorování shody: Větší než běžně konzumovaná dávka (např. 28 mg) riboflavinu přidaná do potravin nebo tekutin pomáhá zjistit, zda účastníci studie zkonzumovali celé předepsané množství. Takto velké množství riboflavinu se téměř úplně vyloučí močí a lze je pak snadno změřit pomocí fluorometrického testu (Switzer et al., 1997; Ramanujam et al., 2011).
.